Autopilot für Modellflugzeug

Wir setzten uns als Ziel eine System zu entwickeln, die es sowohl software- als auch hardwaretechnisch ermöglicht, ein Modellflugzeug völlig selbstständig fliegen zu lassen.

Durch die Verwendung verschiedener Sensoren und einem Mikrokontroller sollte es auf dieser Umgebung später möglich sein, ein Programm abzuarbeiten, welches das Flugzeug vollkommen autonom steuert. Verwendet wurden schließlich ein Gyro-Sensor zur Ermittlung der Lage des Flugzeugs im Raum, ein GPS-Modul zur Positionsbestimmung des Flugzeugs und ein Anemometer zur Ermittlung der Luftgeschwindigkeit am Flugmodell. Mit Hilfe der Werte aus diesen Sensoren ermöglicht es die Steuereinheit ein Modellflugzeug völlig ohne menschliches Eingreifen fliegen zu lassen. Zum Entwickeln dieser Steuerung verwendeten wir ein Flugmodell der Firma Multiplex, den TwinStar II.

Der Autopilot steuert in der Software festgelegte Wegpunkte an. Diese Wegpunkte sind einfache GPS-Koordinaten, bestehend aus dem Längengrad, dem Breitengrad und der Höhe über dem Meer.

Der Modellflieger folgt also einer Route aus diesen Wegpunkten. Dabei gleicht die Steuereinheit durch komplexe Regelalgorithmen leichte Windstöße und Luftlöcher aus. Auch die Ansteuerung der Wegpunkte erfolgt über mehrere Regelkreise. So ermöglicht unser System dem Anwender ein Modellflugzeug völlig autonom fliegen zu lassen. Der Start und die Landung des Modells sind weiterhin per Fernsteuerung durchzuführen. In ausreichender Höhe, im freien Luftraum, kann dann per Schalter an der Fernsteuerung in den Autopilot-Modus gewechselt werden.

Zum Schutz der Steuereinheit bei feuchter Witterung entwickelten wir eine Schutzhaube, welche sämtliche, auf dem Flugzeug platzierte, elektronische Bauteile vor Nässe schützt.

Außerdem wurde zum besseren Verständnis bei Präsentationen und in der Projektentwicklung und Dokumentation ein CAD-Abbild eines Modellfliegers konstruiert. Hier war es wichtig, dass die zu steuernden Komponenten des Flugzeugs, also die Ruder und die Motoren, deutlich zu erkennen waren.

Wir gaben unserem Projekt den Namen Autopilot. Der Begriff Autopilot soll den wichtigsten Aspekt unseres Projekts verdeutlichen, das selbständige, unabhängige Steuern des Flugzeugs.